Báo cáo chuyên đề “độc học môi trường của chất bảo quản, làm lạnh trong quy trình công nghệ chế biến thủy sản đông lạnh

Đặc thù của hoạt động chế biến thủy sản đông lạnh đều sử dụng mộtlượng các hóa chất và không tránh khỏi phát sinh các chất độc hại gây ảnhhưởng xấu đến môi trường và hệ sinh thái.. Để th

MỞ ĐẦU

Thủy sản là một nguồn nguyên liệu quan trọng của công nghiệp thựcphẩm, cung cấp cho con người nguồn đạm phong phú Với vị trí địa lý ở phíaTây Biển Đông và có bờ biển dài khoảng 3.260 km Hoạt động khai thác vàchế biến thủy hải sản đang trên đà phát triển và trở thành một trong các ngànhsản xuất sản phẩm xuất khẩu quan trọng

Bên cạnh những vấn đề quan tâm ưu tiên nâng cao chất lượng sảnphẩm, thu lợi nhuận kinh tế thì vấn đề đảm bảo chất lượng của sản phẩm,nguồn nguyên liệu và sức khỏe con người cũng như công tác bảo vệ môitrường luôn được các cơ quan chức năng có liên quan và doanh nghiệp chútrong Đặc thù của hoạt động chế biến thủy sản đông lạnh đều sử dụng mộtlượng các hóa chất và không tránh khỏi phát sinh các chất độc hại gây ảnhhưởng xấu đến môi trường và hệ sinh thái Hệ quả đi kèm sẽ làm giám giá trịhình ảnh của doanh nghiệp trong thị trường cạnh tranh Để thực hiện được vấn

đề này, bên cạnh việc thực hiện và tuân thủ chặt chẽ các quy định ngặt nghèocủa các Tổ chức, cơ quan trong và ngoài nước đối với chất lượng nguyên liệu,sản phẩm; việc áp dụng cải tiến quy trình công nghệ cũng như đầu tư cơ sở hạtầng trang thiết bị phục vụ sản xuất thì việc xác định và đánh giá vai trò cũngnhư tác động có hại phát sinh trong từng công đoạn chế biến thủy sản để cócách nhìn và phương thức sử dụng một cách hợp lý theo hướng hiệu quả, antoàn vệ sinh môi trường, bền vững; gắn phát triển chế biến thuỷ sản với tăngcường quản lý, sử dụng hợp lý các nguồn lợi và tài nguyên thiên nhiên, bảo vệmôi trường sinh thái

I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH

Thuỷ sản là một thế mạnh của nước ta, hiện nay nó đã được xác định làngành kinh tế mũi nhọn của đất nước bởi những thành tựu mà ngành đạt đượctrong thời gian vừa qua và những triển vọng trong tương lai Những năm gầnđây phần đóng góp của thủy sản cho nền kinh tế quốc dân càng ngày càng lớn,nhờ nó có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn nhiều ngành Trong đó, chế biến thủysản là khâu cuối cùng, góp phần nâng cao giá trị sản phẩm thủy sản trước khiđưa sản phẩm ra thị trường tiêu thụ Những sản phẩm thủy sản chế biến khôngnhững phục vụ nhu cầu tiêu thụ nội địa mà còn được xuất khẩu, đem về ngoại

tệ cho đất nước

Bên cạnh những thành tựu đạt được, ngành Thuỷ sản vẫn còn tồn tạinhững bất cập về thời vụ, về công nghệ hiện đại trong chế biến, trong bảoquản nguyên liệu, sản phẩm, sự chưa ổn định và còn phát triển chậm so vớicác nước Theo thống kê chưa đầy đủ hiện nay nước ta có hơn 300 cơ sở chếbiến thuỷ sản, và khoảng 220 nhà máy chuyên sản xuất các sản phẩm đônglạnh phục vụ xuất khẩu có tổng công suất 200 tấn/ngày Thiết bị và công nghệtuy được đánh giá là có mức đổi mới nhanh so với các ngành công nghiệpkhác nhưng so với thế giới vẫn bị coi là quá chậm Đó là một trong nhữngnguyên nhân tạo ra những tác động xấu cho môi trường Ngoài ra trong quátrình bảo quản, chế biến thủy sản, việc lạm dụng sử dụng các hóa chất nhằmgiúp bảo quản sản phẩm tốt hơn vẫn còn phổ biến, kéo theo hệ quả làm ảnhhưởng xấu đến sức khỏe con người

Để giải quyết các vấn đề môi trường và các vấn đề tồn tại liên quantrong hoạt động chế biến thủy sản, nước ta cũng đã ban hành các văn bản quyphạm pháp luật cũng như hướng dẫn tăng cường công tác quản lý môi trườngtrong hoạt động chế biến thủy sản Gần đây nhất là Thông tư số 14/2009/TT-BNN ngày 12/3/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về việchướng dẫn quản lý môi trường trong chế biến thủy sản Bên cạnh đó, các giảipháp kỹ thuật như sản xuất sạch hơn, xử lý nước thải phát sinh từ hoạt độngchế biến thủy sản đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng tại một số cơ sởchế biến thủy sản tại các địa phương Đem lại những hiệu quả bước đầu trongcông tác giảm thiểu tác động phát sinh trong hoạt động chế biến thủy sản

1 Khái quát quy trình công nghệ chế biến thủy sản

Quy trình công nghệ chế biến thủy hải sản hiện nay chủ yếu bao gồm 6

bước chính, thể hiện ở sơ đồ sau:

Nguyên liệu tiếp nhận đầu vào yêu cầu phải đúng chủng loại, kích cỡ

Tiêu chuẩn nguyên liệu được quy định trong TCCT 03-00 và thao tác tiếp

Sơ chế, định hình nguyên liệu

(chặt, cắt, mổ, bóc, tách, đánh vẩy, vanh…)

Phân loại, rửa sạch

(phân hạng, phân cỡ, cân đo)

Hình 1 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến thuỷ sản đông lạnh

(Tôm, cá, mực…)

Hoá chất khử trùng

(Clorin, Javen)

Tiếp nhận nguyên liệu (kiểm tra chất

lượng, rửa sơ bộ, bảo quản nguyên liệu)

Xếp khuôn, cấp đông

(Dạng Block, IQF)

Tách khuôn, mạ băng, bao gói

(Vào túi PE, đóng hộp cacton)

Nước ngưng

Nước

Nước

Nước đá

nhận nguyên liệu được tiến hành theo quy phạm sản xuất tốt (GMP)

Nguyên liệu khi chưa được chế biến ngay thì được đưa vào bảo quảntrong các thùng cách nhiệt bằng phương pháp muối đá lạnh xay theo tỉ lệ cá/đá

là 1:1 Nhiệt độ bảo quản nhỏ hơn 40C, thời gian bảo quản nhỏ hơn 12h

Nguyên liệu được đưa vào khâu sơ chế nhằm loại bỏ đầu,vây, xương,

da, nội tạng Với nguyên liệu tươi thì sơ chế bằng cách fillet, còn với nguyênliệu đông thì sơ chế bằng cách cưa bào Sau đó nguyên liệu được đưa sangcông đoạn định hình

Nguyên liệu được đưa sang công đoạn định hình để loại bỏ phần thịtxanh, thịt vàng, gân máu và vành lại xung quanh miếng nguyên liệu chothẳng, nhẵn có hình dáng đẹp

 Phân loại, cỡ

Nguyên liệu được phân theo các cỡ tuỳ theo yêu cầu của khách hàng.Chẳng hạn có các cỡ : 1 - 2 kg, 2 - 7 kg, 7 - up…Miếng cá sau khi định hìnhxong thì được phân thành hai loại:

- Loại A: màu đỏ hoặc đỏ tươi, có mùi tự nhiên, cơ thịt săn chắc, đànhồi

- Loại B: sẫm màu, mùi tự nhiên, cơ thịt kém đàn hồi, kém săn chắn

Cân để nắm năng suất và định mức của lô hàng, trước khi tiến hành cânphải thực hiện các thao tác sau:

- Kiểm tra và hiệu chuẩn cân

- Xếp bán thành phẩm vào khay

- Đưa khay lên cân và ghi kết quả

Trong quá trình cân thường xuyên làm vệ sinh và hiệu chuẩn cân

Tủ cấp đông vận hành trước 30 phút nhằm hạ nhệt độ xuống -200C Sau

đó xếp các khay cá ngay ngắn vào tủ Thời gian cấp đông không quá 4 giờ,nhiệt độ trung bình tâm sản phẩm phải thấp hơn -180C

Quá trình này là đưa sản phẩm ra khỏi khuôn và tách lớp nhựa chechắn Thao tác của việc tách khuôn yêu cầu phải tách hết lớp nhưa bao chắnlên sản phẩm; kiểm tra lại sản phẩm để loại bỏ phần không đạt yêu cầu (thịtxanh, thịt bầm, gân máu) và thao tác thực hiện nhanh chóng, gọn gàng, khôngđược để sản phẩm rơi vãi xuống sàn nhà hoặc tiếp xúc với dụng cụ bẩn

Mục đích nhằm bọc kín cá bằng lớp áo băng để hạn chế quá trình bốchơi nước và oxy hoá do tiếp xúc với không khí làm giảm khối lượng và chấtlượng cá Khi mạ băng phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:

- Nước mạ băng có nhiệt độ từ 0 – 20C, nồng độ chlorine (Ca(OCl)2) từ0,8 – 1ppm

- Lớp băng phải phủ đều trên bề mặt sản phẩm

- Khối lượng băng phải đạt từ 6 – 8% trọng lượng sản phẩm

Sắp xếp thành phẩm trong kho theo từng hàng và thông thoáng Nhiệt

độ kho luôn đảm bảo -200C ± 20C Trong quá trình bảo quản không để thànhphẩm rơi rớt, tiếp xúc trực tiếp với sàn kho, các kiện hàng phải để trên cácpallet sạch, đặt cách trần và tường đảm bảo lưu thông không khí sạch đến mọi

vị trí trong kho

2 Nhu cầu nguyên liệu và sử dụng nước

Nhu cầu sử dụng nguyên liệu thường dao động từ 1,4 ÷3 tấn/tấn sảnphẩm đối với các loại: cá, tôm, mực, bạch tuộc Lượng nước sử dụng khoảng30÷ 80 m3 /tấn sản phẩm với chế độ dùng nước gần như liên tục trong suốtquá trình chế biến

II QUÁ TRÌNH VÀ ĐỘC CHẤT PHÁT SINH TRONG CHẾ

cạnh yêu cầu về chất lượng nguyên liệu, nhu cầu sử dụng nước, năng lượng,cải tiến thiết bị,… thì việc sử các chất bảo quản, làm lạnh và vệ sinh, tẩy rửa

và các chất phụ gia liên quan tham gia trong một số công đoạn chế biến sẽ gópphần nâng cao chất lượng sản phẩm và tạo sự cạnh tranh trên thị trường Tuynhiên, việc sử dụng hóa chất cũng sẽ tạo ra những tác động không mongmuốn, tạo ra độc chất gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến con người và

hệ sinh thái

1.1 Công đoạn làm lạnh

Mục đích của quá trình lạnh đông thủy sản là hạ nhiệt độ xuống thấplàm chậm lại sự ươn hỏng và sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quảnlạnh đông hầu như không bị thay đổi tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi

Hiện nay, có 3 phương pháp cơ bản được ứng dụng cho quá trình lạnhđông cá đó là (1) lạnh đông bằng không khí, (2) lạnh đông bằng đĩa hay lạnhđông tiếp xúc và (3) lạnh đông dạng phun hoặc ngâm vào dung dịch Tất cả 3dạng lạnh đông trên được ứng dụng trong quá trình lạnh đông sản phẩm cảtrong nhà máy chế biến và trên tàu đánh bắt

Để lạnh đông các sản phẩm đặc biệt hoặc sản phẩm có giá trị kinh tếcao thì trong công nghệ chế biến, công đoạn lạnh đông thường áp dụng dạnglạnh đông dạng phun hoặc ngâm dung dịch Trong phương pháp này, hơi lạnhđược phun vào sản phẩm và nhiệt tách ra làm thay đổi trạng thái môi trườnglạnh Với phương pháp lạnh đông này, CO2 lỏng được phun trên sản phẩmngang qua các ống trên băng tải, phía dưới có các vòi phun CO2 sẽ thay đổitrạng thái khi ngang qua các vòi phun và hấp thụ một lượng nhiệt lớn Kết quảlàm cho sản phẩm lạnh xuống nhanh Trong một số hệ thống, các lớp CO2 rắn(nước đá khô) được đặt nằm dưới băng tải và sản phẩm được đặt nằm phíatrên CO lỏng sau đó được phun trên đầu; sự thăng hoa của nước đá khô xảy ra

ở nhiệt độ -78oC, có thể làm lạnh đông xuống ít nhất -75oC Trong trườnghợp lạnh đông bằng N2 lỏng, khí hóa lỏng được phun lên sản phẩm thổi ngang

qua băng tải đang chuyển động Sản phẩm sau khi đạt đến trạng thái cân bằnghoàn toàn được đưa đến phòng bảo quản lạnh

1.2 Công đoạn bảo quản

Bảo quản nguồn nguyên liệu thủy sản là một khâu rất quan trọng trongquá trình chế biến thủy sản.Vì một đặc điểm nổi bật của các động vật thủy sản

là rất dễ bị ươn thối và hư hỏng Nguồn nguyên liệu sau khi nhập về nhà máy,nếu không được bảo quản thích hợp sẽ nhanh chóng bị hư hỏng Các tác động

dó có thể là:

- Tác động do men có trong cơ thể hoặc từ môi trường bên ngoài

- Tác động do quá trình oxi hóa xay ra trong cơ thể nguyên liệu, nhất làđối với nguồn nguyên liệu có hàm lượng mỡ cao

- Tác động do vi sinh vật phân giải protein thành các sản phẩm trunggian hoặc các chất hư hỏng như: NH3, H2S,CO2

Để hạn chế sự hư hỏng từ các tác động trên người ta sử dụng rất nhiềucác phương pháp như:

+ Dùng tia cực tim, tia X để chiếu vào sản phẩm trong một thời gianngắn để hạn chế sự hoạt động của vi sinh vật

+ Sử dụng hóa chất như: Tetracylin, oromycin…với nồng độ thích hợp

để ngăn chặn quá trình thối rửa ở thịt, tôm và cá Tuy nhiên hiện nay hầu hếtcác nhà máy chế biến thường sử dụng các phương pháp như: bảo quản ở nhiệt

độ thấp, bảo quản bằng hóa chất, phương pháp muối hoặc sấy khô để bảo quảntươi nguồn nguyên liệu

- Hiện nay nhiều chất hóa học được dùng trong bảo quản thực phẩm,tuy nhiên tại mỗi quốc gia có những qui định về sử dụng hóa chất khác nhau

về loại và liều lượng sử dụng để bảo quản Thực tế, nhiều chất được nhìn nhận

là bảo quản nguyên liệu lâu như ure, Acid boric (H3BO3), Focmôn (CH2O),Muối Natri borat (Na2B4O7, 10.H2O),… Tuy nhiên, xét về mức độ độc hại

của chúng, quy định hiện nay là nghiêm cấm sử dụng trong việc bảo quảnnguyên liệu thủy sản

- Để sử dụng hóa chất trong bảo quản đạt kết quả tốt nhất là kết hợp vớinhiệt độ thấp, có lạnh thì dùng lẫn hỗn hợpcác hóa chất cũng giữ tươi được lâuhơn

+ Các hóa chất thường dùng:

 Loại acid: acid acetic, acid lactic, acid sorbic

 Các chất khác: formaldehyde, natri benzoat, acid salisilic

+ Hóa chất hạn chế sử dụng: Natri sunfit (Na2SO3), natri meta bisunfit(Na2S2O5)

Ngoài ra, việc bảo quản nguyên liệu thủy sản còn có thể áp dụngphương pháp sinh học, bảo quản ở nhiệt độ thấp (được xem là phương phápbảo quản tối ưu) và bảo quản bằng kháng sinh

Trong phương pháp bảo quản ở nhiệt độ thấp, chủ yếu sử dụng nước đá

và ướp đông nguyên liệu để giữ được giá trị dinh dưỡng và mùi vị Trườnghợp sử dụng nước đá để giữ cá được lâu hơn thường pha thêm vào nước đácác chất bảo quản như: muối Natripeclorat, chất sát trùng, chất kháng sinhhoăc dùng máy lạnh bổ sung Mặc dù, phương pháp này được xem là tối ưunhất nhưng yêu cầu chính xác trong thao tác, tỉ lệ pha chế lượng cá và đátương đối phức tạp Ngoài ra, việc sử dụng nguồn điện duy trì vận hành kholạnh, hầm đông nên phương pháp này không được phổ biến áp dụng so vớiphương pháp bảo quản bằng hóa chất

1.3 Công đoạn vệ sinh, thiết bị nhà xưởng

Hầu hết các doanh nghiệp chế biến thủy sản đã và đang quan tâm đếnvấn đề tiêu chuẩn an toàn vệ sinh trong việc sản xuất chế biến các sản phẩmthủy sản Do đó, công tác vệ sinh thiết bị, dụng cụ nhà xưởng và vệ sinh côngnhân trực tiếp thao tác với nguyên liệu được chú trọng, được xem là công việc

thường xuyên và bắt buộc Theo đó, Việc vệ sinh thiết bị, dụng cụ sản xuất

(rổ, thớt, dao, sàn, dây chuyền sản suất…) cần sử dụng một lượng chất tẩy rửarất lớn Đa số các chất được dùng để tẩy rửa là xút, dung môi, dung dịch tẩyrửa có tính kiềm, acid mạnh, xà bông (bột giặt), nước rửa chén hoặc các hóachất tẩy rửa cơ bản được trộn lại với nhau và đem sử dụng

2 Một số độc chất điển hình trong quy trình công nghệ chế biến thủy sản 2.1 Độc chất phát sinh trong quy trình công nghệ chế biến

Xét về bản chất, các hóa chất tham gia vào các công đoạn của quy trìnhchế biến thủy sản sẽ trở thành độc chất nếu dư lượng của chúng xâm nhập vàomôi trường và cơ thể sinh vật bằng nhiều con đường khác nhau Theo tính chất

lý, hóa học mà các độc chất này tồn tại trong môi trường dưới các dạng rắn,lỏng, khí, dạng ion, hơi dung môi Mức độ tác động của chúng phụ thuộc vàonhiều yếu tố như điều kiện môi trường, cơ chế, con đường xâm nhập vào môitrường và sinh vật và các yếu tố liên quan khác

Ngoài ra, việc vận hành các hệ thống thiết bị làm lạnh, tủ cấp đông, kholạnh cũng là nguồn phát sinh các độc chất gây ảnh hưởng đến môi trường vàsinh vật

Một số độc chất tiêu biểu:

- Độc chất dạng khí: CO, Cl2, CFC,…

- Độc chất dạng rắn: NaNO3, NaNO2, Natri sunfit (Na2SO3), natri metabisunfit (Na2S2O5),…

- Độc chất hơi dung môi: formaldehyde, natri benzoat,

- Độc chất dạng lỏng: Chủ yếu là các dung môi tẩy rửa, nước thải chứachất hữu cơ

- Độc chất dạng ion: Cl-, NO3-, NO2-

2.2 Độc chất phát sinh trong chất thải

- Nước thải

Trong hoạt động chế biến thủy sản, Nước thải sản được đặc trưng bởihàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ và nitơ cao Nồng độ BOD 1000mg/l và tổngnitơ 150mg/l Tỉ lệ COD/BOD5 nằm trong khoảng 1,1 - 1,3 Số liệu khảo sáttại một số nhà máy chế biến thủy sản tại Việt Nam về thành phần các chất ônhiễm thể hiện ở bảng 1.

Bảng 1: Thành phần các chất trong nước thải của nhà máy chế biến thủy sản

- Chất gây ô nhiễm không khí

Cũng như các chất thải rắn khác, các chất thải rắn chế biến thủy sản, khi

có mặt nước dưới tác dụng của các vi khuẩn có trong môi trường và các enzimnội tại trong phế liệu, các hợp chất phức tạp như protit, lipit, gluxit sẽ bị phânhủy trong điều kiện hiếu khí, kị khí, thiếu khí tạo các chất khí có mùi hôi thốinhư axit béo không no, Mercaptan, CH4, H2S, Indol, Skatol, NH3,methylamin, các chất khí có mùi hôi thối cũng như các khoáng chất: NO2-,NO3-, PO43-

Trong môi trường nước, phần nổi trên nước sẽ xảy ra quá trình khoánghóa hợp chất hữu cơ thành các sản phẩm trung gian và cuối cùng là cho chấtkhoáng: NO2-, NO3, PO43- và nước Phần chìm ngập trong nước sẽ lên men

kị khí để tạo ra hợp chất trung gian và cuối cùng cho CO2, CH4, H2S, H2O

Nếu nguồn nguyên liệu chế biến thủy sản, chứa nhiều các kim loại nặngđược tích lũy trong quá trình nuôi trồng hay có trong môi trường tự nhiên,

nhiễm các kim loại nặng theo dây chuyền thực phẩm thì gây nên ô nhiễm kimloại

Các chất gây ô nhiễm này sẽ hòa tan trong nước, chảy xuống mạchnước ngầm gây ô nhiễm nguồn nước ngầm Bên cạnh đó còn có rất nhiều vitrùng, siêu vi trùng sinh ra trong chất thả gây bệnh cho người và gia súc

Quá trình phân hủy các chất thải hữu cơ bao gồm các qúa trình lên menQuá trình này do 2 loại vi sinh vật: loại vi sinh vật tiết ra enzim hỗn hợp sẽphân hủy gluxit, lipit còn loại vi sinh vật tiết ra các enzim đơn lẻ, có tính chọnlọc cao chỉ phân hủy một thành phần nào đó có trong chất thải

Quá trình phân hủy kị khí, hiếu khí và tùy tiện có thể xảy ra độc lậphoặc kết hợp xen kẻ nhau, để tạo ra các chất độc hại ở dạng hòa tan trongnước hoặc ở dạng khí phát tán trong không khí, gây ô nhiễm khí như vi khuẩn,nấm men, nấm mốc, các khí có mùi nặng như CH4, H2S, Indol, Skatol, cácmercaptan, các hợp chất cacbonyl, các axit cacboxilic

Vi sinh vật kị khíCH3 - CH(OH) - COOH + SO4(2-) ====> CH3COOH + H2O + CO2 + SS2- + 2H+ ====> H2S có mùi hôi thối, độc hại, cho người và các sinh vật.Nếu môi trường có Fe2+: Fe2+ + S2- => FeS tạo màu đen, bám vào rễ cây

- Chất thải rắn

Theo ước tính, cứ sản xuất 1 tấn tôm nõn đông lạnh xuất xưởng sẽ thải

ra môi trường 0,75 tấn phế thải (đầu, vỏ, nội tạng), cá filet đông lạnh 0,6 tấn,nhuyễn thể chân đầu 0,45 tấn, nhuyễn thể 2 mảnh vỏ đông lạnh >4 tấn, riêngđối với chế biến nước mắm bã chượp ước tính khoảng 0,3 tấn/1 tấn sản phẩm

Tỷ lệ chất thải trung bình cho 1 tấn sản phẩm ở các nhà máy rất khác nhau,dao động từ 0,07 1,05 tấn cho sản phẩm vì nó phụ thuộc vào mặt hàng chínhcủa mỗi xí nghiệp Với lượng phế thải phát sinh trên là môi trường thuận lợicho vi sinh vật, các loại vi khuẩn, viurut gây bệnh hoạt động và gây tác độngxấu đến môi trường và sinh vật

III ĐÁNH GIÁ ĐỘC CHẤT HỌC MÔI TRƯỜNG PHÁT SINH TRONG QUY TRÌNH BẢO QUẢN, LÀM LẠNH

3 Khái quát tính chất hóa, lý của một số độc chất điển hình trong quy trình bảo quản, làm lạnh

3.1 Các độc chất bảo quản

a Axít benzoic

Công thức hóa học: C7H6O2 (hoặc C6H5COOH)

Axít benzoic là một chất rắn tinh thể không màu và là dạng axitcacboxylic thơm đơn giản nhất Axít benzoic là một nguồn để điều chế axitbenzoic Axít yếu này và các muối của nó được sử dụng làm chất bảo quảnthực phẩm Đây là một chất ban đầu quan trọng để tổng hợp nhiều chất hữu cơkhác

Cấu trúc của axít benzoic

Hóa chất này được sản xuất thương mại bằng cách ôxi hóa dần toluenbằng ôxy Quá trình này được thực hiện có xúc tác coban hay mangannaphthenat Công nghệ này sử dụng các vật liệu thô rẻ tiền, có hiệu suất cao

và được xem là không gây hại môi trường

Phản ứng điều chế axít benzoic

 Natri Hydro Sunfit (Natribi Sunfit)

Natri axit Sunfit thu được từ phản ứng giữa SO2 và dung dịch nước củaNa2CO3 Đó là bột hoặc tinh thể không màu, ít ổn định Có mùi của SO2 vàrất dễ hòa tan trong H2O Cũng được trình bày dưới dạng dung dịch đậm đặc,

có màu hơi vàng Được sử dụng như tác nhân khử trong tổng hợp hữu cơ,trong sản xuất thuốc nhuộm mầu chàm, cho tẩy trắng len, lụa như một chất lưuhóa để xử lý mủ cao su, trong thuộc da Làm chất sát khuẩn sử lý rượu vang

và khử bọt của khoáng trong quá trình tuyển nổi

 Dinatri di Sunfỉt (Natri meta bi Sufit Pyro Sunfit, Sunfit khô)

Trong một số ngôn ngữ nước ngoài được gọi không đúng là "NatribiSunfit tinh thể" Thu được từ hypo Sunfit oxyd hóa khá nhanh, đặc biệt trongkhông khí ẩm

 Natri Sunfit (Natri Sunfit trung tính)

Được điều chế bằng cách trung tính hóa dung dịch NaHSO3 vớiNa2CO3 Dạng khan (dạng bột) hoặc tinh thể (với 7H2O) không màu, hòa tantrong nước Được sử dụng sát khuẩn, tẩy trắng sợi Hoặc trong sản xuất cácdạng Sunfit khác, Thio Sunfat và các thuốc nhuộm hữu cơ

 Amoni Sunfit (NH4) 2 SO 3 , H 2 O)

Thu được từ phản ứng của SO2 và NH3 Dạng tinh thể không màu hòatan trong nước, bị oxy hóa ngoài không khí Được sử dụng trong tổng hợp hữucơ

 Kali Sunfit:

Xuất hiện ở dạng tương tự như dạng Natri Sunfit

 Kali Hydro Sunfit

Tồn tại ở dạng tinh thể dạng tinh thể

 Dikali Sunfit (Kalimetabi Sunfite)

Dạng bột trắng hoặc vảy được như một chất sát khuẩn

 Đặc điểm kỹ thuật sunfit hoá

Sunfit hoá là phương pháp bảo quản thực phẩm bằng SO2 hoặc H2SO3 Khi sunfuarơ và H2SO3 là một chất khử mạnh, có tác dụng diệt trùng mạnh,diệt các loại vi sinh vật, nó có thể làm giảm hàm lượng oxy trong các tổ chức

tế bào của thực phẩm H2SO3 tan vào các phức chất protein - lipôit của tế bào

vi sinh vật làm chết tế bào, cản trở sự hô hấp của vi sinh vật, và tham gia vàoviệc kết hợp với các sản phẩm trung gian cản trở tới quá trình trao đổi của visinh vật Vì thế cho nên đã kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật hảo khí vàkìm hãm hoạt động của men oxy hoá khử

Ở nồng độ SO2 là 0,01% vi khuẩn E.coli không phát triển được Tác dụng bảo quản của SO2 và H2SO3 ở nhiệt độ bình thường là ở nồng độ0,05-0,2% khối lượng sản phẩm có tác dụng tốt Hiệu quả của SO2 và H2SO3phụ thuộc vào nồng độ của chúng cao hay thấp và phụ thuộc vào nhiệt độ khi

xử lý

Ngoài ra hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào pH của môi trường tức làphụ thuộc vào nồng độ ion H+ Nếu môi trường là pH kiềm hoặc trung tính thìSO2 không có tác dụng, mà ngược lại nó chỉ có tác dụng bảo quản những loạithực phẩm chứa nhiều axit hữu cơ Nếu độ axit của rau quả càng cao thì nồng

độ SO2 sử dụng càng thấp

Khi pH < 3,5 H2SO3 không bị phân ly mà có tác dụng mạnh với vikhuẩn Vì vậy trong môi trường axit khả năng bảo quản của H2SO3 tăng lên

 Kỹ thuật sunfit hoá

Có hai phương pháp sunfit hoá: khô và ướt

- Kỹ thuật sunfit hoá ướt:

Người ta dùng dung dịch SO2 đã được chuẩn bị sẵn trong nước lạnh vớinồng độ 4,5 - 5,5% để hoà dần vào sản phẩm bảo quản Số lượng tuỳ thuộcvào qui trình công nghệ với điều kiện sao cho đảm bảo nồng độ SO2 trong sảnphẩm bảo quản là 0,12-0,2%

- Kỹ thuật sunfit hoá khô:

Tức là xử lý sản phẩm trong thùng khô có chứa SO2 đặt trong các phòngkín có cấu tạo đặc biệt, hoặc có thể nạp trực tiếp khí SO2 từ các bình chứa vàotrong phòng, hoặc đơn giản hơn là đốt lưu huỳnh trong phòng cũng sinh raSO2

c Natri nitrite

Công thức: NaNO2

Natri nitrite ở dạng bột màu trắng tới vàng nhạt

Ứng dụng:

 Sodium nitrite được sử dụng để bảo quản màu sắc trong cá và các loạithịt và cũng là chất quan trọng (cùng với natri clorua) trong việc kiểmsoát vi khuẩn

 Trong y học, đây là chất giúp giãn tĩnh mạch, giãn ruột, giãn phế quản

và là thuốc giải độc cho người bị ngộ độ cyanide

kiểm soát vi khuẩn trong dạ dày, để ngăn chặn dạ dày

maldonadehyde độc hại, là tác nhân chính gây ôi (hư) thịt

d Fomanđêhít (hiện nay đã cấm sử dụng)

Công thức hóa học: H2CO

Hợp chất hữu cơ fomanđêhít (formaldehyde) (còn được biết đến như là mêtanal), ở điều kiện bình thường là một chất khí có mùi hăng mạnh Nó là

anđêhít đơn giản nhất

Cấu trúc phân tử của fomanđêhít

Fomanđêhít có thể được tạo ra từ sự cháy không hoàn toàn của các vậtliệu chứa cacbon Có thể tìm thấy nó có mặt trong khói của các đám cháyrừng, trong khí thải ô tô và trong khói thuốc lá Trong khí quyển Trái Đất,fomanđêhít được tạo ra bởi phản ứng của ánh sáng mặt trời và ôxy đối vớimêtan và các hyđrocacbon khác có trong khí quyển Một lượng nhỏfomanđêhít được tạo ra như là sản phẩm phụ trong quá trình trao đổi chất củaphần lớn các sinh vật, trong đó có con người

Mặc dù fomanđêhít là một chất khí ở nhiệt độ phòng, nó rất dễ hòa tantrong nước và chủ yếu được bán ra dưới dạng dung dịch 37% trong nước được

gọi theo tên thương phẩm là foocmalin hay foocmôn Trong nước,

fomanđêhít bị pôlyme hóa và foocmalin trên thực tế chứa rất ít fomanđêhít ởdạng đơn phân H2CO Thông thường, các dung dịch này chứa thêm một chútmêtanol để hạn chế sự pôlyme hóa

Fomanđêhít dễ dàng bị ôxi hóa bởi ôxy trong khí quyển để tạo ra axítformic Dung dịch fomanđêhít vì thế phải đóng nắp chặt để ngăn không chotạo ra chất này trong quá trình lưu trữ

Ứng dụng

Fomanđêhít giết chết phần lớn các loại vi khuẩn, vì thế dung dịch củafomanđêhít trong nước thông thường được sử dụng để làm chất tẩy uế hay đểbảo quản các mẫu sinh vật Nó cũng được sử dụng như là chất bảo quản chocác vắcxin Trong y học, các dung dịch fomanđêhít được sử dụng có tính cục

bộ để làm khô da, chẳng hạn như trong điều trị mụn cơm Các dung dịchfomanđêhít được sử dụng trong ướp xác để khử trùng và tạm thời bảo quảnxác chết Hiện nay, trong hoạt động chế biến thủy sản hóa chất này đã cấm sửdụng trong việc bảo quản sản phẩm

3.2 Các độc chất làm lạnh

- CO 2

Điôxít cacbon là một khí không màu mà khi hít thở phải ở nồng độ cao(nguy hiểm do nó gắn liền với rủi ro ngạt thở) tạo ra vị chua trong miệng vàcảm giác nhói ở mũi và cổ họng Các hiệu ứng này là do khí hòa tan trongmàng nhầy và nước bọt, tạo ra dung dịch yếu của axít cacbonic

Tỷ trọng riêng của nó ở 25 °C là 1,98 kg m−3, khoảng 1,5 lần nặng hơnkhông khí Phân tử điôxít cacbon (O=C=O) chứa hai liên kết đôi và có hìnhdạng tuyến tính Nó không có lưỡng cực điện Do nó là hợp chất đã bị ôxi hóahoàn toàn nên về mặt hóa học nó không hoạt động lắm và cụ thể là khôngcháy

Ở nhiệt độ dưới -78 °C, điôxít cacbon ngưng tụ lại thành các tinh thểmàu trắng gọi là băng khô Điôxít cacbon lỏng chỉ được tạo ra dưới áp suấttrên 5,1 barơ; ở diều kiện áp suất khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các pha khísang rắn hay ngược lại theo một quá trình gọi là thăng hoa.

Nước sẽ hấp thụ một lượng nhất định điôxít cacbon, và nhiều hơn lượngnày khi khí bị nén Khoảng 1% điôxít cacbon hòa tan chuyển hóa thành axítcacbonic Axít cacbonic phân ly một phần thành các ion bicacbonat (HCO3-)

và cacbonat (CO3-2)

Băng khô là dạng rắn của CO2 (đóng băng) Băng khô dưới áp suất

thường không nóng chảy thành điôxít cacbon lỏng mà thăng hoa trực tiếpthành dạng khí ở -78,5 °C (-109,3 °F) Vì thế nó được gọi là "băng khô" như

là cách gọi để so sánh với băng "ướt" (nước đá thông thường) Bng khô đượcsản xuất bằng cách nén khí điôxít cacbon thành dạng lỏng, loại bỏ nhiệt gây rabởi quá trình nén, và sau đó cho điôxít cacbon lỏng giãn nở nhanh Sự giãn nởnày làm giảm nhiệt độ và làm cho một phần CO2 bị đóng băng thành "tuyết",sau đó "tuyết" này được nén thành các viên hay khối

- N 2 lỏng

Nitơ lỏng tạo ra bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng và nóthường được nói đến theo công thức giả LN2, được xem là một tác nhân làmlạnh (cực lạnh), có thể làm cứng ngay lập tức các mô sống khi tiếp xúc với N2lỏng Khi được cách ly thích hợp khỏi nhiệt của môi trường xung quanh thì nóphục vụ như là chất cô đặc và nguồn vận chuyển của nitơ dạng khí mà khôngcần nén Ngoài ra, khả năng duy trì nhiệt độ của cực cao, do bay hơi ở 77 K (-196°C hay -320°F) nên cực kỳ hữu ích trong nhiều ứng dụng khác nhau

Hiđrua chính của nitơ là amôniắc (NH3) mặc dù hiđrazin (N2H4) cũng đượcbiết đến rất nhiều Amôniắc là một chất có tính bazơ nhiều hơn nước, và trongdung dịch thì nó tạo ra các cation amôni (NH4+) Amôniắc lỏng trên thực tế làmột chất có tính tạo các ion kép (amôni và amit (NH2-); cả hai loại muối amit

và nitrua (N3-) đều được biết đến, nhưng đều bị phân hủy trong nước Các